Name: mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging
Uploaded: 2012-09-12T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging at JoVE.com

CIBC מלגה (JA) וNSERC מענק (RZ). אנו מודים למר הרוש Comeau (Brainsight) על עזרתו בעניין מצלמת אינפרא האדום, הגששים התואמים MR ותמיכת חומרה אחרת. אנו מודים גם לבריאן היינס (Hybex חידושים בע&quot;מ) שעצב את הזרוע רבת מפרקים לבעל סליל וספק כמה מהדמויות המוצגות בסרט הווידאו. ותודה מיוחדת לכל טכנאי MR ומ פריירה ממרכז מקונל מוח ההדמיה של מונטריאול נוירולוגיות המכון שעזר לנו לייעל את העיצוב של הניסוי.

הפרוטוקול מחולק בפגישה בת ימים (לא בהכרח ברציפות). היום הראשון מורכב מאתר fMRI המורכב עם אנטומי ותפקודיות בסריקות MR להגדיר לכל משתתף את האזורים כדי להיות ממוקדים עם TMS. היום השני מורכב בישיבות fMRI מראש ופוסט TMS בי TMS מוחל בתוך הסורק באמצעות MR סליל מיוחד תואם TMS (Magstim בע&quot;מ, ...

אנו מתארים פרוטוקול שילוב TMS לא מקוון וfMRI כדי לחקור את הארגון התפקודי של קליפת המוח השמיעתי. בסעיפים הבאים, אנחנו נדון גורמים מתודולוגיים לשקול בעת ביצוע גישה כזו. רכישה ועיתוי ל- TMS הודעת הפעלת fMRI <p class="jove_content" style=";text-align:right;direction:r...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם חומר </td><td> סוג </td><td> חברה </td></tr><tr><td> גרייה מגנטית </td><td> Magstim סופר Rapid2 ממריץ, ראפיד-2 פלוס מודול אחד </td><td> Magstim בע&quot;מ, ווילס, אנגליה </td></tr><tr><td> קויל לגירוי מגנטי </td><td> MRI תואם 70 מ&quot;מ דמות של שמונה סליל </td><td> Magstim בע&quot;מ, ווילס, אנגליה </td></tr><tr><td> דימות בתהודה מגנטית </td><td> סורק טריו סימנס 3-T, קויל הראש 32-ערוץ </td><td> סימנס, Inc, גרמניה </td></tr><tr><td> Stereotaxy ללא מסגרת </td><td> Brainsight </td><td> Rogue מחקר בע&quot;מ, במונטריאול, קנדה </td></tr><tr><td> מערכת מדידה אופטית </td><td> פולאריס ספקטרה </td><td> צפון הדיגיטלי Inc, אונטריו, קנדה </td></tr><tr><td> זרוע רבת מפרקים לבעל סליל </td><td> תקן </td><td> Hybex innovatיוני Inc, אנז&#39;ו, קנדה </td></tr><tr><td> אוזניות תואמות-Insert MRI </td><td> Sensimetrics, הדגם S14 </td><td> Sensimetrics תאגיד, מסצ&#39;וסטס, ארה&quot;ב </td></tr></tbody></table>

mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing1. However, despite considerable recent progress, the functional properties and lateralization of the human auditory cortex are far from being fully understood. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a non-invasive technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses, and represents a unique method of exploring plasticity and connectivity. It has only recently begun to be applied to understand auditory cortical function 2. 
An important issue in using TMS is that the physiological consequences of the stimulation are difficult to establish. Although many TMS studies make the implicit assumption that the area targeted by the coil is the area affected, this need not be the case, particularly for complex cognitive functions which depend on interactions across many brain regions 3. One solution to this problem is to combine TMS with functional Magnetic resonance imaging (fMRI). The idea here is that fMRI will provide an index of changes in brain activity associated with TMS. Thus, fMRI would give an independent means of assessing which areas are affected by TMS and how they are modulated 4. In addition, fMRI allows the assessment of functional connectivity, which represents a measure of the temporal coupling between distant regions. It can thus be useful not only to measure the net activity modulation induced by TMS in given locations, but also the degree to which the network properties are affected by TMS, via any observed changes in functional connectivity.
Different approaches exist to combine TMS and functional imaging according to the temporal order of the methods. Functional MRI can be applied before, during, after, or both before and after TMS. Recently, some studies interleaved TMS and fMRI in order to provide online mapping of the functional changes induced by TMS 5-7. However, this online combination has many technical problems, including the static artifacts resulting from the presence of the TMS coil in the scanner room, or the effects of TMS pulses on the process of MR image formation. But more importantly, the loud acoustic noise induced by TMS (increased compared with standard use because of the resonance of the scanner bore) and the increased TMS coil vibrations (caused by the strong mechanical forces due to the static magnetic field of the MR scanner) constitute a crucial problem when studying auditory processing. 
This is one reason why fMRI was carried out before and after TMS in the present study. Similar approaches have been used to target the motor cortex 8,9, premotor cortex 10, primary somatosensory cortex 11,12 and language-related areas 13, but so far no combined TMS-fMRI study has investigated the auditory cortex. The purpose of this article is to provide details concerning the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools to investigate auditory processing. 
Previously we showed that repetitive TMS (rTMS) at high and low frequencies (resp. 10 Hz and 1 Hz) applied over the auditory cortex modulated response time (RT) in a melody discrimination task 2. We also showed that RT modulation was correlated with functional connectivity in the auditory network assessed using fMRI: the higher the functional connectivity between left and right auditory cortices during task performance, the higher the facilitatory effect (i.e. decreased RT) observed with rTMS. However those findings were mainly correlational, as fMRI was performed before rTMS. Here, fMRI was carried out before and immediately after TMS to provide direct measures of the functional organization of the auditory cortex, and more specifically of the plastic reorganization of the auditory neural network occurring after the neural intervention provided by TMS. 
Combined fMRI and TMS applied over the auditory cortex should enable a better understanding of brain mechanisms of auditory processing, providing physiological information about functional effects of TMS. This knowledge could be useful for many cognitive neuroscience applications, as well as for optimizing therapeutic applications of TMS, particularly in auditory-related disorders.

Watch this Scientific Journal Video about Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging at JoVE.com

Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging

עיבוד שמיעתי הוא בסיס לדיבור ועיבוד הקשורים למוסיקה. גרייה מגנטית (TMS) שמשה בהצלחה ללמוד מערכות קוגניטיביים, חושיות ומוטוריות, אך רק לעתים נדירות יושמה לאודישן. כאן אנו חקרנו TMS בשילוב עם סורק תהודה מגנטי תפקודי כדי להבין את הארגון התפקודי של קליפת המוח השמיעתי.

מיפוי לאחר הלוואי של תטא Burst גירוי בקורטקס השמיעתי האנושי בהדמיה תפקודית

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing1. However, despite considerable recent ...

Research

JoVE Journal

Biology

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

תיוג hESCs ו hMSCs עם ברזל אוקסיד חלקיקים עבור פולשני של מעקב vivo עם MR Imaging

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

תיוג בתאי גזע עם צבעי ניאון על איתור פולשני עם דימות אופטי

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring

הדמיה תפקודית עם חיזוק, Eyetracking, ניטור פיזיולוגית

We use functional brain imaging (fMRI) to study neural circuits that underlie decision-making.  To understand how outcomes affect decision processes, ...

Electron Spin Resonance Micro-imaging of Live Species for Oxygen Mapping

אלקטרונים ספין תהודה מיקרו הדמיה המינים Live עבור מיפוי חמצן

This protocol describes an electron spin resonance (ESR) micro-imaging method for three-dimensional mapping of oxygen levels in the immediate environment ...

An Allele-specific Gene Expression Assay to Test the Functional Basis of Genetic Associations

אלל ספציפי Gene Expression Assay כדי לבדוק את בסיס פונקציונלי של אגודות גנטי

The number of significant genetic associations with common complex traits is constantly increasing. However, most of these associations have not been ...

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

הדמיה תפקודית של שומן חום בעכברים עם FDG micro-PET/CT

Brown adipose tissue (BAT) differs from white adipose  tissue (WAT) by its discrete location and a brown-red color due to rich  vascularization and high ...

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

שיטה להערכת ההשפעות של טווח של אורכי גל ועוצמות של אדום / טיפול באור האינפרה-אדום קרוב בסטרס חמצוני<em&gt; במבחנה</em

Red/near-infrared light therapy (R/NIR-LT), delivered by laser or light emitting diode (LED), improves functional and morphological outcomes in a range of ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

גאפ junctional אינטר תקשורת: ביומרקר פונקציונלית להערכת תופעות לוואי של toxicants ורעלים, ואת היתרונות הבריאותיים של מוצרים טבעיים

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

SA-&#946;-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

א-β-גלטוסידאז-מבוסס על הקרנת ההקרנה לזיהוי תרופות הסאותרפיה

Cell senescence is one of the hallmarks of aging known to negatively influence a healthy lifespan. Drugs able to kill senescent cells specifically in cell ...

Application of Passive Head Motion to Generate Defined Accelerations at the Heads of Rodents

יישום של תנועת ראש פסיבית ליצירת תאוצות מוגדרות בראשי מכרסמים

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular ...